DDJ1型電力動車組

DDJ1型電力動車組

DDJ1型“大白鯊”電力動車組是中國第一代高速鐵路電力動車組,由株洲電力機車廠、長春客車廠、四方機車車輛廠、唐山機車車輛廠、南京浦鎮車輛廠及株洲電力機車研究所等單位於1999年聯合研製成功,屬於實驗性車型,僅試製一列並未投入批量生產,曾獲“九五”國家重點科技攻關計畫優秀科技成果。DDJ1型電力動車組為動力集中式的單端動力推挽式列車組,採用交—直流電傳動,最高運營速度為200公里/小時。

發展歷史

背景

在深圳站的DDJ1型電力動車組 在深圳站的DDJ1型電力動車組

在1990年代初以前,中國鐵路的旅客列車速度長期停留在120公里/小時的水平,並面對著來自高速公路和航空運輸的嚴峻挑戰。1990年,中華人民共和國鐵道部決定選定廣深鐵路作為試驗區段,對既有線路進行技術改造,以時速160公里的準高速鐵路作為突破口,為未來發展高速鐵路進行探索和試驗。1994年12月,廣深準高速鐵路正式開通並投入運營,為中國自1995年開始的全面提速戰略提供了堅實的技術基礎;經過多次提速試驗後,於1997年4月1日在三大鐵路幹線實現中國鐵路第一次大面積提速。

為了進一步提高鐵路客運的競爭力,中國鐵道部決定向時速200公里/小時的高速鐵路領域進軍。1997年1月5日,韶山8型電力機車在鐵道部科學研究院北京環行鐵道試驗基地,創造了當時中國鐵路最高試驗速度——212.6公里/小時。同年,由中國鐵道部科教司立項的“200公里/小時電動旅客列車組”正式被列入中國第九個五年計畫國家科技攻關計畫發展項目之一。

研製

DDJ1型電力動車組離開深圳站 DDJ1型電力動車組離開深圳站

1997年4月,中國鐵道部正式下達了《200公里/小時電動旅客列車組設計任務書》,主要目標是研製一列運營速度為200公里/小時,最高試驗速度達到220公里/小時,並能用於商業運營的電力動車組。動車組採用“一動六拖”的動力集中方式,研製單位主要有株洲電力機車廠、長春客車廠、四方機車車輛廠、唐山機車車輛廠、南京浦鎮車輛廠及株洲電力機車研究所等;其中株洲廠和株洲所承擔動力車的研製,長春廠承擔動車組總體研究和研製單層一等座車、單層二等座車、帶司機室的單層二等座車(控制車)各一輛,浦鎮廠研製雙層二等座車一輛,四方廠和唐山廠研製單層二等座車各一輛。

為了驗證既有線試驗區段的提速改造的整體水平,以及為電力動車組的研製提供試驗數據,1998年6月,在京廣鐵路許昌至小商橋區段進行了中國首次200公里/小時旅客列車正線綜合性能試驗,最高試驗速度達到240公里/小時,創造了當時中國鐵路第一速的紀錄;除了韶山8型電力機車外,參與試驗的車輛還包括了五輛分別裝用長客廠CW-2G、CW-200、浦鎮廠PW-200、四方廠SW-200等四種高速轉向架的試驗車。

1999年3月,經鐵道部確認,200公里/小時電力動車組正式定型為DDJ1型。

試驗

雙層軟座車上層內部 雙層軟座車上層內部

1999年5月26日,動力車正式完成株洲廠內的測試,隨後在同年6月上旬被運送至北京環行鐵道,同時其他工廠研製的車廂亦陸續抵京。1999年7月7日,DDJ1型電力動車組進行編組後的首次綜合試驗 。中國鐵道科學研究院負責對動車組在環形線進行安全評估試驗;四方車輛研究所、北方交通大學、株洲電力機車廠、南京浦鎮車輛廠、唐山機車車輛廠、四方機車車輛廠、長春客車廠等單位共同完成動車組牽引性能、動車動力學、拖車動力學、制動性能、弓網受流質量、空調性能、供電等試驗,期間列車最高試驗速度達到180公里/小時。

同年8月,DJJ1型電力動車組在北京完成安全評估試驗和各項性能測試後,赴廣深鐵路進行上線試驗。1999年8月20日凌晨,DDJ1型電力動車組首次在廣深鐵路進行試運行;試運行為時12天,試驗包括機車車輛、線橋設備及列車超速防護系統等三個方面100餘項測試項目,並在一次試驗中瞬間時速達到223.2公里/小時。試驗完畢後由鐵道部安全評估專家組對DDJ1型電動車組的各項試驗報告進行全面審查,認為時速200公里電動旅客列車在廣深線可按最高時速180公里進行運營考核。1999年9月27日起,DDJ1型電力動車組在廣深鐵路以180公里/小時的最高運營速度開始載客試營運,每天擔當2對來往深圳和廣州東的廣深城際列車,成為中國第一列時速200公里的商業營運列車。

然而,由於動力車採用了四台1000千瓦的脈流牽引電動機,以提高電壓和電流的方法來提高電機轉速。基於直流電動機的技術限制,電機的各項性能指標已接近或超過臨界值,導致牽引電機可靠性較差,機車耗電量大。列車投入商業運營後故障率很高,列車在廣深鐵路運用一年期間的總停運時間長達幾個月,只能作為備用車使用。至2002年中,DDJ1型電力動車組停運,並封存於廣州車輛段石牌客技站。2002年10月,“大白鯊”列車根據鐵道部安排,改配屬中國鐵道科學研究院,並於2003年4月被送返北京環行鐵道封存至今。

技術特點

總體結構

密接式車鉤和日本成田密封風擋 密接式車鉤和日本成田密封風擋

DDJ1型電力動車組為動力集中方式的推挽式動車組,採用7輛編組,由1輛動力車、5輛單層客車(包括1輛一等座車、3輛二等座車及1輛帶司機室的二等座車 )、1輛雙層客車組成。動力車為一台四軸高速電力機車,其總體布置採用雙側走廊、單端司機室,車內設備採用分室斜對稱布置,從前至後分別為司機室、第一電氣室、變壓器室、第二電氣室、機械室。電氣室內設有主整流拒、輔助變流櫃、制動電阻櫃、控制電器櫃、微機控制櫃等設備;機械室設有牽引電動機通風機、空氣壓縮機、空氣制動櫃等設備。主變壓器位於車體中央並下沉於車體底架下,與平波電抗器、限流電抗器共用冷卻油箱。機車車體、轉向架、變壓器等各主要部件均進行了輕量化設計,使機車達到了總重84噸、軸重21噸的要求。為了減少高速運行時的空氣阻力,動力車採用了流線型車頭、車頂導流罩,車體下部兩側並設有裙板。

客車車廂採用無中粱薄壁筒整體承載的全鋼焊接結構。列車總定員為438人,一等座車和二等座車均採用“2+2”單向座席布置,差異僅在於座位空間和間距。為提高車廂的密封性能,車輛門窗、連線風擋及排污系統均設計成密封結構,採用了法國進口塞拉門、日本成田製作所的密封風擋、瑞典進口的集便裝置、日本三菱的空調機組等設備。為了減少運行阻力,所有客車均採用全封閉的車下裙板,與雙層座車相鄰之單層座車車頂並設有導流罩。各車廂之間使用密接式車鉤連線。控制車車頭蓋版用複合材料製作,前窗玻璃採用雙層防爆電熱玻璃。為了克服列車反向推行狀態下控制車輪重減載率偏大的問題,除了在控制車車體前端裙板內設定了配重箱,並借鑑了X2000擺式列車的經驗,在控制車的前導轉向架構架上加設了配重塊。

電路系統

列車編組表 列車編組表

動力車為一台交—直流電傳動的單相工頻交流電力機車,機車主電路與韶山8型電力機車大致相同,採用晶閘管不等分三段半控橋調壓和勵磁無級調節,實現恆流準恆速特性控制,恆功速度範圍為127~200公里/小時;電氣制動採用加饋電阻制動。機車採用ZD118型牽引電動機,是在韶山8型機車所使用的ZD115型牽引電機基礎上改進而成,為六極、中電壓、帶有補償繞組、C級絕緣、全疊片機座的復勵脈流牽引電動機,兩者結構上基本相同,ZD118型電機提高了功率和絕緣等級,持續功率達到1000千瓦,令動力車成為中國鐵路單軸功率最大的交—直流電傳動電力機車。

輔助電路採用單—三相交—直—交變流器供電,取代了傳統的旋轉式劈相機。動力車並設有向客車車廂供電的系統,採用集中整流、分散逆變的方式,動力車分兩路向客車供應600伏直流電源,經由每節車廂設定的逆變器,將600伏直流電逆變為兩路380伏交流電源,可為空調、電熱、電茶爐以及照明等電器設備提供電源。

控制系統

DDJ1型電力動車組司機室 DDJ1型電力動車組司機室

DDJ1型電力動車組的控制系統與出口伊朗的TM1型電力機車相似,同時結合了國產微機控制系統和Adtranz公司的“MICAS-S2”微機控制系統,其中“MICAS-S2”部分主要實現故障記錄、顯示和列車重聯控制功能。控制網路由三級構成,分別為列車匯流排、車輛匯流排、控制器匯流排,其中列車匯流排直接貫通全列車,連線動力車和控制車。列車匯流排重聯通信採用頻率偏移調製方式(FSK),通過網關與車輛匯流排交換信息。列車控制以微機加邏輯控制單元(LCU)為主體 ,控制功能包括牽引及制動特性控制、超速保護、空電聯合制動、自動過分相控制、列車電空制動控制等功能。司機操作台取消了傳統的模擬顯示儀表,代之以微機控制和監控的液晶顯示屏。

轉向架

動力車走行部為兩台二軸轉向架,軸式為Bo-Bo。轉向架結構與韶山8型電力機車大致相同,構架採用高強度低合金材料。一系懸掛為螺旋彈簧加垂向油壓減振器;二系懸掛為高柔度螺旋圓彈簧配垂向、橫向、抗蛇行油壓減振器的組合。機車採用電機架承式全懸掛結構、雙側六連桿輪對空心軸彈性傳動裝置、單邊剛性直齒傳動。牽引力或制動力通過中間低位推挽式牽引裝置傳遞。

技術數據

列車編組7節(1M6T)
營運最高速度200km/h
設計最高速度200km/h
試驗最高速度223.2km/h
編組定員438
編組長度176 m
車輛長度 動力車:18,316 mm 客車:25,500 mm 控制車:24,320mm
車輛寬度3,104mm
編組總重量440 t
軌距1,435mm
供電制式單相交流 25kV 50Hz
傳動方式交—直流電
牽引電動機ZD118 × 4
電動機功率1,000 kW
牽引功率4,000 kW
傳動比73/36
控制裝置晶閘管不等分三段半控橋調壓
制動方式加饋電阻制動、直通式電空制動

相關詞條

相關搜尋

熱門詞條

聯絡我們